汽车底盘构造与维修（第二版）课件：手动变速器

汽车底盘构造与维修（第二版）

手动变速器一、变速器的作用(１)变速变矩。变速器设置几个不同传动比的前进挡位来实现变速变矩。(２)变向。变速器设置倒挡使汽车能倒退行驶。(３)中断动力传递。变速器有空挡，以满足汽车发动机起动、停车、制动、滑行等情况需要。二、手动变速器基本结构与变速原理直径不同、齿数不等的齿轮啮合时，可以实现变速变矩。传动比i=n主/n从=Z从/Z主。输出转矩的大小与转速成反比。两齿轮外啮合，其转向相反。(一)齿轮传动机构变速原理手动变速器：由齿轮传动机构和操纵机构组成。齿轮传动机构：通过不同齿轮的啮合改变传动比，形成不同的挡位。操纵机构：用于换挡操作。(二)手动变速器基本结构１.齿轮传动机构分类：二轴式、三轴式。组成：输入轴、输出轴、中间轴(三轴式)、倒挡轴及各轴上的齿轮、轴承、同步器等。变速器挡位数：前进挡个数。２.操纵机构组成：由变速杆、换挡轴、拨叉轴、拨叉等。扳动变速杆，拨叉通过同步器带动齿轮移动，实现换挡。锁止装置：自锁装置——防止跳挡。互锁装置——防止同时挂上两个挡。倒挡锁——防止误挂倒挡。三、二轴式变速器１)输入轴、输出轴的拆卸(1)从车上拆下变速器（包括主减速器、差速器），放出变速器齿轮油。(2)拆下变速器后盖。(3)拆下轴承支座。(4)拆下输出轴、输入轴。(一)齿轮传动机构１.齿轮传动机构拆卸２)输入轴的分解：(1)拆下4挡齿轮卡环、4挡齿轮、锁环和滚针轴承，拆下同步器卡环。(2)取下3挡和4挡同步器、3挡锁环和齿轮、3挡齿轮滚针轴承。(3)取下输入轴中间轴承内圈。３)输出轴的分解：(1)拆下输出轴内后轴承和1挡齿轮，取下滚针轴承和1挡锁环。(2)取下滚针轴承内圈、同步器和2挡齿轮，取下2挡齿轮滚针轴承。(3)拆下3挡齿轮卡环、3挡齿轮。(4)拆下4挡齿轮卡环、4挡齿轮.(5)拆下输出轴前轴承。２.齿轮传动机构的结构与原理1挡：输入轴→输入轴1挡齿轮→输出轴1挡齿轮→输出轴1/2挡同步器→输出轴；2挡：输入轴→输入轴2挡齿轮→输出轴2挡齿轮→输出轴1/2挡同步器→输出轴；3挡：输入轴→输入轴3/4挡同步器→输入轴3挡齿轮→输出轴3挡齿轮→输出轴；4挡：输入轴→输入轴3/4挡同步器→输入轴4挡齿轮→输出轴；5挡：输入轴→输入轴5挡同步器→输入轴5挡齿轮→输出轴；R挡：输入轴→输入轴倒挡齿轮→倒挡轴倒挡齿轮→输出轴倒挡齿轮→输出轴。五挡变速器的动力传递路线：３.同步器作用：使接合套与待啮合齿轮迅速同步，缩短换挡时间，减少换挡冲击。分类：锁环式惯性同步器、锁销式惯性同步器。１)同步器作用及分类组成：由同步器齿毂、接合套、滑块、弹簧、锁环等零件组成。２)锁环式惯性同步器齿毂以内花键与变速器轴连接，接合套套合于齿毂的外花键上，挂挡时可沿花键移动。

3个滑块位于齿毂上相应的3条槽中，在滑块弹簧作用下，其凸出部位嵌入接合套相应的槽内。锁环位于齿毂与变速齿轮之间，其内锥面上有螺纹槽，以提高同步摩擦效果，滑块两端位于前后锁环的缺口内。工作特点：(1)换挡时，靠锁环与换挡齿轮锥面之间的摩擦迅速达到同步。(2)作用在变速杆上的操纵力越大，达到同步的时间越短。(3)在达到同步前，无论用多大的力量都无法挂上挡位。组成：由同步器齿毂、接合套、2个摩擦锥盘、两个摩擦锥环、3个定位销及钢球、3个锁销等零件组成。３)锁销式惯性同步器换挡时，在锥环和锥盘两锥面摩擦作用下，使准备啮合的两齿轮迅速达到同步，实现换挡。轴承滚道及滚动体表面出现疲劳剥落及烧蚀、输入轴后轴承的轴向及径向间隙过大、各轴承运转卡滞或发响等，均应予更换。４.齿轮传动机构检修１)变速器壳体的检修(1)变速器壳体出现裂纹、各接合平面发生明显翘曲变形或各轴承座孔与轴承配合松旷，应换用新件。(2)各结合面密封衬垫拆卸后，必须换用新件；输入轴前端油封、内选挡杆后油封及两半轴油封出现漏油时，应予以更换。２)齿轮的检修齿轮应无裂纹，齿面疲劳剥落及腐蚀斑点面积应不超过单齿面积的15％，齿厚磨损量应不大于0.20mm。否则，应更换相应的齿轮。３)轴承的检修锁环内锥面螺纹槽深度应不小于0.10mm，将锁环压靠到相应换挡齿轮的锥面上时，用手转动锁环应稍有阻力感，用厚薄规沿周长多点测量，锁环与齿轮端面之间的间隙Ａ应不小于0.50mm；锁环锁止锥角及与滑块配合的三个缺口无明显磨损。否则应换用同步器锁环。４)锁环式惯性同步器的检修５.输入轴及输出轴的安装１)输入轴的装配(1)装上中间轴承的内圈.(2)将预先润滑过的3挡齿轮滚针轴承装上，油槽朝向2挡齿轮.(3)组装3挡和4挡同步器。(4)安装3挡齿轮及3挡和4挡同步器，装上卡环。(5)装上锁环、滚针轴承和4挡齿轮，并装上卡环。(6)用2kN的力将3挡齿轮、同步器和4挡齿轮压在卡环上，将总成固定好。２)输出轴的装配(1)将前轴承安装到输出轴上。(2)装上4挡齿轮(用手扶住前轴承，齿轮有凸缘的一边应朝向轴承)。(3)选择合适厚度的卡环，使4挡齿的轴向间隙最小，固定好4挡齿轮。(4)安装3挡齿轮。(5)用厚薄规测量卡环槽的宽度，根据所测得尺寸，安装适当厚度的卡环。(6)安装滚针轴承、齿轮和2档锁环。(7)组装1挡和2挡同步器。滑块卡簧弯的一端应嵌入某一滑块中的槽内。(8)装上1挡和2挡同步器。(9)装上1挡齿轮的滚针轴承内圈。(10)装上1挡齿轮一侧的同步环、1挡齿轮、1挡齿轮滚针轴承，装上内后轴承。将输入轴和输出轴装到变速器壳体上，装上变速器后盖。桑塔纳2000GSi型轿车５挡变速器的操纵机构主要由远距离操纵机构和内换挡机构两部分组成。(二)操纵机构１.操纵机构的组成与工作原理锁止装置：由2个大互锁销、1个小互锁销以及3套自锁定位锁销组件组成。①拆下换挡手柄。②取下防尘罩。③取下仪表板。④拆下固定在外换挡杆上的卡环，取下挡圈和弹簧。⑤拆下换挡杆支架。⑥拆下变速控制器罩壳。⑦使变速杆和外换挡杆脱离。２.操纵机构的拆卸与检修1)操纵机构分解按拆卸相反顺序进行安装。2)操纵机构安装(1)挂入1挡。(2)将变速杆向左推至缓冲垫处。(3)慢慢松开变速杆，变速杆朝右返回约5~10mm。(4)挂入5挡。(5)将变速杆向右推至缓冲垫。(6)慢慢松开变速杆，变速杆朝左返回约5~10mm。(7)当变速杆朝1挡和5挡压去时，变速杆大致返回同样的距离，如有必要，可通过移动支架的椭圆形孔进行调整。(8)检查各挡齿轮啮合是否平滑。(9)如果啮合困难ꎬ要进行调整。(10)将变速杆置于极限位置上。(11)拧松夹箍的螺母，移动变速杆，要求外换挡杆在连接时能自由滑动。(12)取下换挡手柄和防尘罩。(13)将支架孔与变速杆罩壳的孔对准并旋紧螺栓。３.操纵机构的调整(14)安装专用工具，使其嵌入换挡杆支架前孔中，将变速杆放在箭头所指位置。(15)旋紧螺栓，固定好专用工具。(16)将变速杆放在最右面，直到缓冲垫，旋紧定位器螺栓。(17)将变速杆放在箭头所指位置。(18)用20Nm的力矩拧紧夹箍螺母。(19)取下专用工具，挂入1挡，将变速杆向左压到底。(20)松开变速杆，由于弹簧的作用变速杆将返回到右边。(21)挂入5挡，将变速杆向右压到底。(22)松开变速杆，由于弹簧的作用变速杆返回到左边(在挂入1挡和5挡时，变速杆大致返回相同的距离，如果不是这样，可移动换挡杆支架上的椭圆形孔来修正)。(23)先后挂入所有的挡位，特别要注意倒挡的锁止功能。(24)装上仪表板、防尘罩和换挡手柄。(三)二轴式变速器维修注意事项１.衬垫及油封(1)每次修理必须更换密封垫圈和Ｏ形圈。(2)油封在装入前，外径上涂上一薄层齿轮油。(3)检查变速器的油面，添加齿轮油到注油口边缘。(4)接合面须保持清洁，通气孔应保持通畅。２.调整垫片用千分尺精确测出所需调整垫片的厚度。４.螺栓及螺母(1)固定盖和罩壳的螺栓和螺母应交叉拧紧和拧松。(2)更换自锁螺栓和螺母，并按规定力矩拧紧。５.轴承(1)将滚针轴承有标志的一面(壁厚较大)朝向安装工具。(2)在轴与轴承之间涂一薄层齿轮油。(3)变速器内的全部轴承安装前应涂以齿轮油。(1)不能将卡环拉开过度。(2)安装时必须将卡环放在规定的槽内。(3)每次修理须调换弹簧销，安装时槽口朝向拨叉轴的方向。３.卡环四、三轴式变速器(1)拆下变速器盖(上盖及下盖)总成。(2)拆下输入轴后轴承盖。(3)用铜棒左右轻敲输入轴，将输入轴连同轴承从壳体前端承孔中拨出。(一)齿轮传动机构１.齿轮传动机构拆卸组成：壳体、支承轴承、输入轴(也称一轴)、中间轴、输出轴(也称二轴)、倒挡轴及各轴上零件。(4)拆下输出轴后轴承盖。(5)用铜棒轻击输出轴，使后轴承脱离承孔，再用轴承顶拨器取下后轴承，抬出输出轴总成并分解。(6)拆下倒挡齿轮检查孔盖，取下倒挡轴锁片，用专用工具拉出倒挡轴，取出倒挡齿轮轴承及隔套。(7)拆下中间轴前后轴承盖，拧下锁紧螺母，用铜棒自前往后敲击，至后轴承脱离承孔。用轴承顶拨器拉下后轴承，从壳体内取出中间轴总成并分解。１)壳体壳体前、后端制有齿轮轴安装孔，壳体上开有加油孔和放油孔。２)输入轴与主动圆柱斜齿轮制成一体，后端短齿为5挡接合齿圈。两端用轴承分别支承在飞轮中心孔和壳体前壁座孔中。３)输出轴前端由滚针轴承支承在输入轴后端中心孔内，后端由球轴承支承在壳体后壁上。1/倒挡从动齿轮与输出轴通过花键连接，可前后移动；其它齿轮通过滚针轴承支承在输出轴上，并通过同步器实现动力输出。４)中间轴两端通过轴承支承于壳体壁座孔中，后轴承外座圈上装有弹性挡圈，并由轴承盖压紧，以限制中间轴的轴向移动。1挡、倒挡齿轮与中间轴制成一体，其它齿轮通过半圆键与中间轴连成一体。５)倒挡轴压装在壳体轴孔内，并由锁片锁住，倒挡齿轮通过双排滚针轴承支承在倒挡轴上。２.齿轮传动机构基本结构１)5挡：4/5挡同步器接合套前移，挂入5挡。动力由一轴接合齿圈、4/5挡同步器接合套、4/5挡固定齿座传给二轴。２)4挡：4/5挡同步器接合套后移，挂入4挡，动力由一轴常啮齿轮、中间轴常啮齿轮、中间轴4挡齿轮，带动二轴上4挡齿轮、4/5挡同步器接合套、4/5挡固定齿座，传给二轴。３)3挡：2/3挡同步器接合套前移，挂入3挡。动力由一轴常啮齿轮、中间轴常啮齿轮、中间轴3挡齿轮、二轴3挡齿轮，经2/3挡同步器接合套，传给二轴。４)2挡：2/3挡同步器后移，挂入2挡。动力由一轴常啮齿轮、中间轴常啮齿轮、中间轴2挡齿轮、二轴2挡齿轮2/3挡同步器接合套，传给二轴。５)1挡：1/倒挡滑动齿轮前移，挂入1挡。动力由一轴常啮齿轮、中间轴常啮齿轮、中间轴1/倒挡齿轮、二轴1/倒挡滑动齿轮，传给二轴。６)倒挡：1/倒挡滑动齿轮后移，挂入倒挡。动力由一轴常啮齿轮、中间轴常啮齿轮、中间轴1/倒挡齿轮、倒挡轴上的倒挡齿轮、二轴1/倒挡滑动齿轮，传给二轴。３.各挡动力情况１)壳体检修(1)裂纹检修：壳体裂纹可用检视法或敲击法检查，裂纹在受力不大部位可焊修；裂纹在受力较大部位时，应更换新壳体。(2)壳体上平面检修：在平板上用厚薄规检查，平面度误差超过标准时，可磨削修复。２)齿轮和轴的检修(1)齿轮检修：腐蚀斑点及剥落面积超过齿面的1/4，或齿轮出现裂纹时，应予更换。(2)轴检修：用百分表测量各轴中部的径向跳动，超过使用极限应予校正或更换。３)轴承检修轴承应转动灵活，滚动体与内外滚道不得有斑痕，保持架应完好，径向间隙不得大于0.10mm，否则予以更换。４.齿轮传动机构主要零件检修４)同步器检修同步器锥环锥面沟槽磨损至0.10mm或锥环与锥盘底部已有接触磨痕，应更换同步器总成。更换同步器后，如果使用原锥盘，则应检查锥盘和锥环的端面间隙C，其间隙应不小于0.30mm。１)安装中间轴总成(1)在压床上将2挡齿轮、隔套、3挡齿轮、4挡齿轮、常啮齿轮及弹性挡圈等依次装到中间轴上（2挡齿轮、4挡齿轮的长毂朝前，3挡齿轮、常啮齿轮的长毂朝后）。(2)把中间轴总成放入壳的轴承孔中，用专用工具把前后轴承压入轴承座孔内，套上锁片，并以147Nm力矩拧紧螺母，并用锁片锁止，装上前后轴承盖。２)装倒挡轴在齿轮内放入滚针轴承和隔套，从倒挡齿轮窗口放入倒挡齿轮，从后端插入倒挡齿轮轴，并固定好锁片，装倒挡窗口盖板及衬垫。５.齿轮传动机构装配与调整３)装配第二轴总成(1)将2挡齿轮、轴承、止推环及锁紧装置装于第二轴后端。(2)在第二轴前端依次装上2/3挡同步器总成、3挡齿轮及轴承、4挡齿轮推力环、4挡齿轮及轴承、挡圈，装入4/5挡固定齿座、推力环及齿座锁环。(3)把第二轴总成放入壳体内，将4/5挡同步器总成套在第二轴上。(4)从第二轴后端装上后轴承，并用铜棒轻轻敲击，使轴承靠到台肩上，套入里程表主动齿轮和隔套，然后在轴承外圈上装上挡圈。４)装配第一轴总成(1)在第一轴主动齿轮前端压入轴承，装上挡圈，在主动齿轮内孔中装入第二轴前轴承。(2)用铜锤一边轻轻敲击一边用手转动第一轴，使第一轴后球轴承平顺装入壳体座孔中。(3)安装第一轴前端轴承盖，并用锁线以“８”字形穿入螺栓头锁止。５)安装第二轴后盖及附件装上第二轴后轴承盖，并用螺栓对称紧固，装上甩油环，把组装好的驻车制动器总成固定在轴承盖上，把驻车制动器凸缘装到第二轴上。(二)操纵机构组成：由变速杆、拨叉、拨叉轴、自锁、互锁、倒挡锁装置等组成。作用：控制换挡齿轮的啮合，实现换挡。(1)拆下变速器顶盖4个固定螺钉，拆下顶盖、变速杆、定位弹簧。(2)将变速器盖总成倒置，牢固夹持在台钳上。(3)拆下拨叉固定螺钉上的金属锁线。(4)拆下拨叉紧固螺钉。(5)拆下各拨叉轴堵盖。(6)检查1/倒挡拨叉轴及4/5挡拨叉轴均处于空挡位置，拆下2/3挡拨叉轴，取下拨叉、互锁钢球、互锁销及自锁钢球（小心自锁钢球弹出伤人）。(7)拆下1/倒挡、4/5挡拨叉轴及拨叉。(8)取出3个自锁弹簧。１.操纵机构的拆卸(1)自锁装置：由自锁钢球、自锁弹簧组成，可以防止拨叉轴自行脱挡。(2)互锁装置：由互锁钢球、互锁销组成，可以防止同时挂入两挡。(3)倒挡装置：由锁销、弹簧组成，可以防止误挂倒挡。２.操纵机构的安全装置为满足汽车换挡要求，设置了3个安全装置：１)变速器盖的检修(1)变速器盖如有裂纹可焊修。(2)与变速器壳体的接合面平面度误差大于0.30mm，可铲削、磨削修复。２)变速叉轴及锁止装置的检修用百分表检查，变速叉轴中部的径向跳动应不大于0.20mm，或将变速叉轴放在平板上用厚薄规测量，其直线度应不大于0.10mm，否则可冷压校正或更换；变速叉轴定位凹坑轴向磨损量大于0.50mm，径向磨损量大于0.70mm，超过标准可堆焊修复或更换；定位钢球、互锁销磨损严重，定位弹簧过软(弹簧放入孔中应与孔的边缘平齐)或折断，均应换用新件。３)变速杆的检修变速杆球节磨损其直径减少量不得超过0.50mm，定位槽磨损不得超过0.40mm，下端球头与变速叉导块的间隙不得超过1.20mm，否则应予更换。３.操纵机构检修装配注意事项：(1)先将1/倒挡变速叉轴及4/5挡变速叉轴装入，且均处于空挡位置，再装2/3变速叉轴。(2)拨叉轴装配时，利用导向轴将自锁钢球压下，然后装入变速叉轴，套上相对应的变速叉及导块，同时注意互锁钢球、互锁销不能漏装。(3)拧入变速叉及导块止动螺钉，并用钢丝锁线锁紧在叉轴上。(4)打入边缘涂有密封胶的变速叉轴堵盖。４.操纵机构装配(三)变速器的磨合试验变速器磨合分无负荷和有负荷两个阶段。无负荷磨合：加6号或10号车用机油，用电动机或发动机带动进行磨合。有负荷磨合：无负荷磨合正常后，利用加载装置(如驻车制动器等)加载(一般为传递最大转矩的30％左右)进行磨合。磨合规范：变速器第一轴转速一般为1000~2000r/min；各挡磨合时间一般应不小于10~15min；各挡磨合总时间应不少于1h。１.磨合目的改善各运动配合副的表面状况，检查变速器的修理和装配质量，以免装车使用时产生剧烈磨损，并及时发现和消除修理中的隐患。２.磨合规范①磨合后变速器不允许有自动脱挡、跳挡现象；②变速器换挡应轻便、灵活、迅速、可靠；③运转和换挡时无异常响声；④变速杆无明显抖动现象；⑤所有密封装置不得有漏油现象。磨合后放掉机油，用煤油、柴油各50％的混合液清洗，然后换装齿轮油。３.磨合后的技术要求五、分动器NP231型分动器：由壳体、传动机构和操纵机构三部分组成，具有二轮高速挡(2H)、四轮高速挡(4H)、空挡(N)和四轮低速挡(4L)4个挡位。(一)分动器的作用将变速器输出的动力分配到各驱动桥。(二)分动器的结构与拆装(1)松开凸缘罩紧固螺栓，用木锤敲松后取下凸缘罩。(2)取出后输出轴上的后轴承卡圈。(3)松开后轴承紧固螺栓，用木锤敲松后取下后轴承座和油泵壳。(4)拆下后输出轴上的油泵齿轮。(5)拆卸分动器前、后壳体的紧固螺栓，并拆下后壳体。(6)将前输出轴和传动链整体拆下。(7)抽出拨叉轴和前驱动操纵拨叉。(